package easy;

import metastructure.TreeNode;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.TreeMap;

/**
 * 给定一个二叉搜索树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。
 * 百度百科中最近公共祖先的定义为：
 * 对于有根树 T 的两个结点 p、q，最近公共祖先表示为一个结点 x，
 * 满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大（一个节点也可以是它自己的祖先）。”
 *
 * 示例 1:
 * 输入: root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5], p = 2, q = 8
 * 输出: 6 
 * 解释: 节点 2 和节点 8 的最近公共祖先是 6。
 *
 * 示例 2:
 * 输入: root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5], p = 2, q = 4
 * 输出: 2
 * 解释: 节点 2 和节点 4 的最近公共祖先是 2, 因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。 
 *
 *  说明:
 *  所有节点的值都是唯一的。 
 *  p、q 为不同节点且均存在于给定的二叉搜索树中。 
 *  
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 */

public class L235_二叉搜索树的最近公共祖先 {

    /**
     * 二叉搜索树：左节点值小于根，右节点值大于根.
     *
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     * 内存消耗:39.2 MB,击败了66.05% 的Java用户
     */
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        TreeNode ancestor = root;

        while (true) {
            if (p.val > ancestor.val && q.val > ancestor.val){ // p和q都在ancestor的右子树
                ancestor = ancestor.right;
            } else if (p.val < ancestor.val && q.val < ancestor.val) { //p和q都在ancestor的左子树
                ancestor = ancestor.left;
            } else { //最早的一个在左一个在右，即找到最近公共祖先
                break;
            }
        }
        return ancestor;
    }

    /**
     * 先找root到p路径，再找root到q路径，开叉的地方就是最近公共祖先.
     *
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     * 内存消耗:39.3 MB,击败了42.49% 的Java用户
     */
    public TreeNode lowestCommonAncestor2(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        List<TreeNode> p_path = getPath(root, p);
        List<TreeNode> q_path = getPath(root, q);

        TreeNode ancestor = null;
        for (int i=0; i<p_path.size() && i<q_path.size(); i++){
            if (p_path.get(i) == q_path.get(i)) { //还未分叉
                ancestor = p_path.get(i);
            } else { //第一次分叉
                break;
            }
        }
        return ancestor;
    }

    private List<TreeNode> getPath(TreeNode root, TreeNode target){
        List<TreeNode> path = new ArrayList<>();
        TreeNode node = root;

        while(node != target) {
            path.add(node);
            if (target.val < node.val) { // 在左子树
                node = node.left;
            } else {
                node = node.right;
            }
        }
        path.add(target);
        return path;
    }
}
